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基于MODIS的安徽省代表城市热岛效应时空特征

石涛 杨元建 马菊 张丽 罗苏丰

石涛, 杨元建, 马菊, 等. 基于MODIS的安徽省代表城市热岛效应时空特征. 应用气象学报, 2013, 24(4): 484-494..
引用本文: 石涛, 杨元建, 马菊, 等. 基于MODIS的安徽省代表城市热岛效应时空特征. 应用气象学报, 2013, 24(4): 484-494.
Shi Tao, Yang Yuanjian, Ma Ju, et al. Spatial-temporal characteristics of urban heat island in typical cities of Anhui Province based on MODIS. J Appl Meteor Sci, 2013, 24(4): 484-494.
Citation: Shi Tao, Yang Yuanjian, Ma Ju, et al. Spatial-temporal characteristics of urban heat island in typical cities of Anhui Province based on MODIS. J Appl Meteor Sci, 2013, 24(4): 484-494.

基于MODIS的安徽省代表城市热岛效应时空特征

资助项目: 

国家自然科学基金项目 41205126

中国科学院大气成分与光学重点实验室开放课题 JJ1102

详细信息
    通信作者:

    杨元建,email: yyj1985@mail.ustc.edu.cn

Spatial-temporal Characteristics of Urban Heat Island in Typical Cities of Anhui Province Based on MODIS

  • 摘要: 利用2001—2010年覆盖安徽省的MODIS数据,选取在气候、地理、城市化等方面具有代表性的合肥、芜湖、阜阳作为研究对象,并结合GIS技术,分析地表温度的日变化及季节变化特征,得到安徽省代表城市热岛效应的时空分布。结果表明:安徽省省会合肥的热岛效应最为显著,安徽省南部代表城市芜湖的热岛效应强于北部代表城市阜阳, 同时具有显著的日变化和季节变化特征。近10年来,安徽代表城市热岛面积和热岛强度均呈增加趋势,但合肥热岛强度大于3 ℃的极端热岛效应有一定缓解。白天大片水体对缓解城市的热岛效应作用明显,而夜晚则不明显,甚至成为地表温度的高值中心。夏季地表温度与归一化植被指数的负相关最显著,即提高城市植被覆盖度对降低地表温度和缓解城市热岛效应有重要影响。
  • 图  1  2001—2010年的合肥、芜湖、阜阳MODIS全年平均白天和夜晚地表温度的空间分布

    (绿色线为城区行政边界,下同)

    Fig. 1  Spatial distributions of the MODIS-LST in Hefei,Wuhu and Fuyang for daytime and nighttime during 2001—2010

    (the green line is the administrative boundary,the same hereinafter)

    图  2  2001—2010年合肥、芜湖、阜阳的MODIS冬、春、夏、秋季白天平均热岛强度空间分布

    Fig. 2  Spatial distributions of MODIS-LST in Hefei,Wuhu and Fuyang for daytime of four seasons from 2001 to 2010

    图  3  2001—2010年合肥、芜湖、阜阳白天热岛效应的年际变化特征

    Fig. 3  Inter-annual variation of UHI intensity in Hefei,Wuhu and Fuyang for daytime from 2001 to 2010

    图  4  2001—2010年合肥、芜湖、阜阳的MODIS冬、春、夏、秋季夜晚平均热岛强度空间分布

    Fig. 4  Spatial distribution of the MODIS-UHI intensity in Hefei, Wuhu and Fuyang for nightime of four seasons from 2001 to 2010

    图  5  2001—2010年合肥、芜湖、阜阳夜晚热岛效应的年际变化特征

    Fig. 5  Inter-annual variations of the UHI intensity in Hefei, Wuhu and Fuyang for nightime from 2001 to 2010

    图  6  3个城市夏季NDVI与LST的散点图

    Fig. 6  The scatter diagram between NDVI and LST in summer of three regions

    图  7  3个城市非农业人口(a)和建成区面积(b)的年际变化

    Fig. 7  Inter-annual variation of non-rural area population (a) and urban built-up area (b) in three regions

    表  1  MODIS反演的地表温度质量分析

    Table  1  The quality analysis of land surface temperature retrieved from MODIS data

    站名 区站号 纬度 经度 站类型 遥感数据时间 反演地表温度/℃ 实测地表温度/℃ 误差/℃
    合肥 58321 31.87°N 117.23°E 基本站 2006-01-26 9.02 3.11 10.58 4.15 1.56 1.04
    2008-04-23 23.6 12.31 25.15 13.39 1.55 1.08
    2009-07-29 34.5 22.62 36.35 23.72 1.85 1.10
    2010-10-25 24.1 12.01 26.47 13.13 2.37 1.12
    芜湖 58334 31.33°N 118.38°E 基本站 2006-01-26 9.31 3.81 10.89 4.78 1.58 0.97
    2008-04-23 24.31 12.91 26.11 13.92 1.80 1.01
    2009-07-29 33.25 23.82 35.54 24.81 2.29 0.99
    2010-10-25 25.37 12.34 27.01 13.15 1.64 0.81
    阜阳 58203 32.92°N 115.82°E 基本站 2006-01-26 8.65 2.92 10.14 4.11 1.49 1.19
    2008-04-23 22.14 12.37 23.89 13.11 1.75 0.74
    2009-07-29 35.96 21.91 37.51 23.11 1.55 1.20
    2010-10-25 23.21 11.76 25.11 12.77 1.90 1.01
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    表  2  城市热岛强度划分等级

    Table  2  The classifications of UHI intensity

    等级 热岛强度/℃ 热岛等级
    1 (-∞, -5.0] 强冷岛
    2 (-5.0, -3.0] 较强冷岛
    3 (-3.0, -1.0] 弱冷岛
    4 (-1.0, 1.0] 无热岛
    5 (1.0, 3.0] 弱热岛
    6 (3.0, 5.0] 较强热岛
    7 (5.0, +∞) 强热岛
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-10-17
  • 修回日期:  2013-02-26
  • 刊出日期:  2013-08-31

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